Условия эксплуатации пожарных автомобилей

Условия эксплуатации пожарных автомобилей

Р а з д е л 4

ТЕХНИЧЕСКАЯ СЛУЖБА В ГПС

Глава 13. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ПОЖАРНЫХ

АВТОМОБИЛЕЙ

Термин «Эксплуатация машин», по определению, является сложным понятием. Он включает: использование машины, ее обслуживание и ремонт, а также хранение и учет. В определении термина главным является использование. Именно в процессе использования происходят все изменения в механизмах и машинах, которые и являются основой для обслуживания, ремонта и хранения. Поэтому в первую очередь рассматриваются
изменения в механизмах и обосновывается система воздействий, обеспечивающих работоспособность машин.

Условия эксплуатации пожарных автомобилей

Эксплуатация ПА осуществляется в широком диапазоне различных факторов. Их целесообразно разделить на несколько групп.

К первой группе факторов следует отнести категории условий эксплуатации и природно-климатические условия. Состояние дорожных
покрытий, величины путей следования из пожарных частей по вызову на пожары и возвращение в часть после тушения пожаров, внешние температурные условия различны.

Ко второй группе факторов следует отнести оперативную обстановку с пожарами в заданном режиме городов, на объектах охраны. В крупных центрах с развитой промышленностью, большой численностью населения частота выездов на пожары больше, чем в малонаселенных городах или районах. Интенсивность эксплуатации в них более высокая по величинам пробега ПА и продолжительности работы спецагрегатов.

К третьей группе факторов относится такая особенность – пожарные автомобили не имеют холостых пробегов. Полная масса ПА не должна превышать 95 % от величины массы, установленной для базового шасси. Даже при тушении пожара расходуемая из цистерны вода должна быть восстановлена после пожара.

К четвертой группе факторов относятся особенности режимов эксплуатации пожарных автомобилей и их оборудование. При следовании на пожар (и с пожара в часть) пожарные автомобили эксплуатируются
в транспортном режиме. Продолжительность режима фиксируется в километрах по показаниям спидометра. При тушении пожаров и техническом обслуживании пожарный автомобиль находится в стационарном состоянии. Работа двигателя и потребителей энергии рассчитывается в часах работы. Как уже указывалось, общий пробег ПА L_общ, км, определяется по формуле

где L_сп – пробег, фиксируемый по показаниям спидометра, км; τ – время работы насоса в режиме холостого хода, в часах.

Величина приведенного пробега (50 τ)по различным районам может
в 1,5–2 раза превышать величину пробега ПА, фиксируемую по показаниям спидометра.

К пятой группе факторов относятся температурные режимы эксплуатации двигателей пожарных машин.

В гаражах пожарных частей должна поддерживаться температура выше +16 °С. При этом условии двигатель легко запускается без предварительного прогрева. Следовательно, при выезде из пожарной части температура охлаждающей жидкости t_о.ж должна быть выше +16 °С. Прогрев двигателя до 70–75 °С, когда двигатель можно нагружать, осуществляется в пути следования. Продолжительность прогрева будет неодинакова летом
и зимой (рис. 13.1). Установлено, что даже летом при температуре в гараже 20 °С номинальная температура двигателя достигается через 5–7 мин движения. При низких температурах зимой и в гараже требуемая температура достигается после 10–15 мин. Таким образом, двигатели пожарных машин эксплуатируются при пониженных температурных режимах. При этом она сопровождается повышенными расходами топлива и износами деталей двигателя.

Рис. 13.1. Прогрев двигателя при движении АЦ-40(130)63Б:

При тушении пожаров двигатели не всегда прогреваются до требуемой номинальной температуры. Известно, что до 52 % всех пожаров тушат подачей воды одним стволом. Легко вычислить, что мощность, потребляемая насосом, не превышает 8 кВт. Следовательно, двигатель, прогретый при следовании на пожар, во многих случаях может даже охлаждаться.

Необходимо указать на еще одну особенность эксплуатации двигателей. При смене караула производится включение двигателя и его работа в течение 3 мин, не более, а также проверяется работоспособность газоструйного вакуумного аппарата. Выполнение этих работ сопряжено
с большими затратами.

Денежные затраты, руб., на ежедневную проверку работоспособности газоструйных вакуумных аппаратов определены так:

где n_д – количество дней в году, 365; q_o – расход топлива на одну проверку, q_o = 0,25 л; N_АЦ – количество автоцистерн в ГПС, равное примерно 13 000 ед.;
K – стоимость 1 л топлива, примем равной 25 руб.

Дополнительные затраты, руб., на проверку работоспособности
двигателя:

где q_н.р – нормативный расход топлива в режиме холостого хода, 0,118 л/мин;
τ_п.р – нормативная продолжительность работ, равная 3 мин.

Таким образом, проверка готовности ПА обходится ГПС около
72 млн руб. в год.

В соответствии с особенностями условий применения и эксплуатации ПА в нашей стране установлен срок службы ПА, равный 10 годам.

Во многих странах Европы (Австрия, Великобритания, Германия, Дания и др.) средний срок службы ПА составляет 24 года[1]. Эти страны по многим показателям природных и климатических условий сильно отличаются от нашей страны.

Срок службы многих ПА объектовых пожарных частей значительно превышает установленный, равный 10 годам (рис. 13.2). Это, по-видимому, можно объяснить тем, что ПА в основном эксплуатируются в ограниченных по территории условиях.

Эксплуатация ПА сопровождается расходованием эксплуатационных материалов, снижением эффективности работоспособности систем ПА, изнашиванием рабочих поверхностей деталей. Все эти износы деталей в системах и механизмах требуют восстановления их работоспособности. Она осуществляется проведением двух типов работ технического обслуживания систем и механизмов, а также их ремонта.

Рис. 13.2. Возрастной состав парка пожарных автомобилей,

эксплуатирующихся в объектовых подразделениях ГПС:

1 – гистограмма; 2 – функция распределения

Необходимость поддержания непрерывной технической готовности ПА, контроля работоспособности систем и механизмов требует больших затрат. Так, вследствие особенностей условий эксплуатации пожарных автомобилей затраты на их техническое обслуживание примерно в 5 раз превышают затраты на обслуживание автомобиля как базового шасси.

Анализ материальных затрат (металл, эксплуатационные материалы) и трудоемкости выполнения работ по созданию нового пожарного автомобиля, его обслуживанию и ремонту показал их существенное различие (рис. 13.3).

Рис. 13.3. Соотношение затрат на производство,

техническое обслуживание и ремонт:

– материальные ресурсы; – трудовые ресурсы (трудоемкость)

Из сравнения материальных затрат и трудоемкости выполнения работ по созданию нового пожарного автомобиля, техническому обслуживанию
и его ремонту в течение срока службы, равного 10 годам, следует, что трудоемкость технического обслуживания и ремонта превышает стоимость нового ПА почти в 70 раз, а превышение материальных затрат составляет величину, равную семикратному значению.

Выполнение работ по техническому обслуживанию осуществляется как пожарными, так и личным составом подразделений технической службы ГПС.

Источник

Условия эксплуатации пожарных автомобилей

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ОСНОВНЫЕ ПОЖАРНЫЕ АВТОМОБИЛИ

Общие технические требования. Методы испытаний

Fire fighting technics. Fire extingushing trucks. General technical requirements. Test methods

Дата введения 2009-05-01
с правом досрочного применения

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным учреждением «Всероссийский научно-исследовательский институт противопожарной обороны» (ФГУ ВНИИПО) МЧС России

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 274 «Пожарная безопасность»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 18 февраля 2009 г. N 104-ст

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на вновь разрабатываемые и модернизируемые основные пожарные автомобили, создаваемые на различных колесных шасси, предназначенные для доставки личного состава пожарных подразделений, огнетушащих веществ и оборудования к месту вызова и для подачи огнетушащих веществ (воды, пены, порошков, инертных газов, других веществ и составов) в зону горения.

В стандарте устанавливаются основные параметры, общие технические требования и методы испытаний ПА, создаваемых на базовых автомобильных шасси грузоподъемностью до 12 т включительно.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 2.601-95* Единая система конструкторской документации. Эксплуатационные документы

ГОСТ 2.602-95 Единая система конструкторской документации. Ремонтные документы

ГОСТ 4.332-85 Система показателей качества продукции. Автомобили пожарные тушения. Номенклатура показателей

ГОСТ 9.014-78 Единая система защиты от коррозии и старения. Временная противокоррозионная защита изделий. Общие требования

ГОСТ 9.032-74 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия лакокрасочные. Группы, технические требования и обозначения

ГОСТ 9.104-79 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия лакокрасочные. Группы условий эксплуатации

ГОСТ 9.303-84 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Общие требования к выбору

ГОСТ 9.402-80* Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия лакокрасочные. Подготовка металлических поверхностей перед окрашиванием

ГОСТ 12.0.004-90 Система стандартов безопасности труда. Организация обучения безопасности труда. Общие положения

ГОСТ 12.1.003-83 Система стандартов безопасности труда. Шум. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.1.012-90* Система стандартов безопасности труда. Вибрационная безопасность. Общие требования

ГОСТ 12.1.019-79 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты

ГОСТ 12.1.033-81 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Термины и определения

ГОСТ 12.2.033-78 Система стандартов безопасности труда. Рабочее место при выполнении работы стоя. Общие эргономические требования

ГОСТ 12.3.002-75 Система стандартов безопасности труда. Процессы производственные. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.4.009-83 Система стандартов безопасности труда. Пожарная техника для защиты объектов. Основные виды. Размещение и обслуживание

ГОСТ Р 12.4.026-2001 Цвета сигнальные и знаки безопасности

ГОСТ 27.002-89 Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения

ГОСТ 112-78 Е Термометры метеорологические стеклянные. Технические условия

ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 2349-75 Устройства тягово-сцепные системы «крюк-петля» автомобильных и тракторных поездов. Основные параметры и размеры. Технические требования

ГОСТ 2405-88 Манометры, вакуумметры, мановакуумметры, напоромеры, тягомеры и тягонапоромеры. Общие технические условия

ГОСТ 3940-84 Электрооборудование автотракторное. Общие технические требования

ГОСТ 6134-87* Насосы динамические. Методы испытаний

ГОСТ 6465-76 Эмали ПФ-115. Технические условия

ГОСТ 7502-98 Рулетки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 7877-75 Рукава пожарные напорные прорезиненные из синтетических нитей. Общие технические условия

ГОСТ 8769-75 Приборы внешние световые автомобилей, автобусов, троллейбусов, тракторов, прицепов и полуприцепов. Количество, расположение, цвет, углы видимости

ГОСТ 9544-93* Арматура трубопроводная запорная. Нормы герметичности затворов

ГОСТ 13837-79 Динамометры общего назначения. Технические условия

ГОСТ 14167-83 Счетчики холодной воды турбинные. Технические условия.

ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды

ГОСТ 16504-81 Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения

ГОСТ 17398-72 Насосы. Термины и определения

ГОСТ 18099-78 Эмали МЛ-152. Технические условия

ГОСТ 18321-73 Статистический контроль качества. Методы случайного отбора выборок штучной продукции

ГОСТ 18374-79 Эмали ХВ-110 и ХВ-113. Технические условия

ГОСТ 20306-90 Автотранспортные средства. Топливная экономичность. Методы испытаний

ГОСТ 21130-75 Изделия электротехнические. Зажимы заземляющие и знаки заземления. Конструкция и размеры

ГОСТ 21624-81 Система технического обслуживания и ремонта автомобильной техники. Требования к эксплуатационной технологичности и ремонтопригодности изделий

ГОСТ 21752-76 Система «человек-машина». Маховики управления и штурвалы. Общие эргономические требования

ГОСТ 21753-76 Система «человек-машина». Рычаги управления. Общие эргономические требования

ГОСТ 21758-81 Система технического обслуживания и ремонта автомобильной техники. Методы определения показателей эксплуатационной технологичности и ремонтопригодности при испытаниях

ГОСТ 22061-76* Машины и техническое оборудование. Система классов точности балансировки. Основные положения

ГОСТ 22576-90 Автотранспортные средства. Скоростные свойства. Методы испытаний

ГОСТ 22748-77 Автотранспортные средства. Номенклатура наружных размеров. Методы измерений

ГОСТ 23170-78 Упаковка для изделий машиностроения. Общие требования

ГОСТ 24297-87 Входной контроль продукции. Основные положения

ГОСТ 26336-84 Тракторы и сельскохозяйственные машины, механизированное газонное и садовое оборудование. Система символов для обозначения органов управления и средств отображения информации. Символы

ГОСТ 27258-87 Машины землеройные. Зоны комфорта и досягаемости органов управления

ГОСТ 28352-89* Головки соединительные для пожарного оборудования. Типы, основные параметры и размеры

Источник

Особые условия эксплуатации пожарных автомобилей.

Пожар – неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства. Пожары – быстроразвивающиеся процессы, поэтому для уменьшения ущерба следует быстрее начинать их тушение, локализировать, а затем и ликвидировать в минимально короткое время.

Для ликвидации пожара необходимо:

Выполнять эти задачи в короткое время можно только, используя различные механизированные средства. Они устанавливаются на колёсных и реже на гусеничных машинах: автомобилях, тракторах, гусеничных тягачах. На вооружении пожарных частей, как правило, используются механизированные средства на колёсных шасси – пожарные автомобили.

Пожарные автомобили являются материальной основой обеспечения тактических действий подразделений пожарной охраны по ликвидации пожаров, их последствий и проведения различного рода аварийно-спасательных работ.

Отечественные пожарные автомобили создаются на шасси грузовых автомобилей: ГАЗ, З ИЛ, Ур ал, Кам АЗ, МАЗ и др. Современный пожарный автомобиль – это сложная техническая система с большим количеством взаимосвязанных механических, гидравлических, электрических и электронных систем.

Предприятиями Российской Федерации освоен выпуск более 100 моделей пожарных автомобилей. Разработчиками и производителями пожарных автомобилей в настоящее время являются: ОАО «Пожтехника», г. Торжок Тверской области; АМО ЗИЛ, Москва; Ур ало- Сибирская пожарно-техническая компания ООО “УСПТК-Хо лдинг”, г. Челябинск; ОАО «Ур алАЗ пожтехника», г. Миасс Челябинской области; ФГУП «Варгашинский завод противопожарного и специального оборудования», р.п. Вар гаши Курганской области; ОАО «КамАЗинструментспецмаш», г. Набережные Челны, республика Татар стан и другие.

В настоящее время заводами страны изготавливается множество моделей пожарных автоцистерн емкостью от 0,5 до 14 м3. Освоено производство автомобилей первой по мощи, автомобилей связи и освещения, газодымозащитной службы, аварийно-спасательных, автолестниц и автоподъемников с высотой до 70 метров. Выпускаются пожарные автомобили с насосами высокого давления нового поколения, позволяющими повысить эффективность тушения пожаров, в том числе и в зданиях повышенной этажности. Конструкции пожарных автомобилей постоянно усложняются. В них появляются электронные гидравлические и пневматические системы.

Поэтому большое значение имеет правильная эксплуатация пожарных автомобилей.

Эксплуатация пожарных автомобилей

В отличие от автомобилей обычного назначения пожарные автомобили эксплуатируются в особых, можно сказать более «жёстких» условиях. Цель технической эксплуатации пожарных автомобилей – максимальная реализация их потенциальных свойств, при движении в оперативном режиме и обеспечении основных действий на пожаре и при проведении аварийно – спасательных работ.

Эксплуатация пожарного автомобиля состоит из двух основных режимов: ожидание и использование по назначению. Режим использования пожарного автомобиля включает:

При выезде и следовании к месту вызова холодный двигатель пожарного автомобиля эксплуатируется с максимально возможной нагрузкой на форсированных режимах, что, несомненно, увеличивает его износ, снижая при этом его долговечность.

При ликвидации горения двигатель автомобиля работает в стационарном нагрузочном режиме – приведение в действие пожарного насоса. В зависимости от потребляемой стационарной мощности тепловое состояние агрегатов может быть нормальное или повышенное. Особенностями эксплуатации пожарных автомобилей являются также частые пуски механизмов с целью проверки их работоспособности, прогрев механизмов в движении, отсутствии установившихся режимов работы двигателя при подаче воды насосом.

Таким образом, в агрегатах пожарных автомобилей более интенсивно по сравнению с обычными транспортными автомобилями проходят процессы, предопределяющие снижение их работоспособности. В результате техническое состояние пожарного автомобиля неизбежно ухудшается, снижается его надёжность.

Для поддержания парка пожарных автомобилей в исправном состоянии осуществляется комплекс технических и организационных мероприятий, который можно разделить на две группы: техническое обслуживание и ремонт.

В механизмах пожарных машин в ходе их эксплуатации происходит постепенное изнашивание рабочих поверхностей деталей, что, в конечном итоге, требует их восстановления или замены. В связи с этим своевременный и качественный ремонт – это необходимое условие для содержания пожарных автомобилей в постоянной технической исправности.

Ремонтом является комплекс операций по восстановлению работоспособного состояния пожарных автомобилей и обеспечению безотказной их работы.

В пожарной охране ремонт пожарных автомобилей организуется по планово-предупредительной системе. Он может выполняться по потребности или после определенного побега. Принятая система ремонта дает возможность:

В соответствии с назначением и характером выполняемых работ ремонта пожарных автомобилей подразделяется на следующие виды:

Вид ремонта определяется, главным образом, количеством затронутых основных агрегатов, а также их базовых и основных узлов и деталей. Поясним эти термины следующими примерами:

Двигатель со сцеплением считается основным агрегатом, его базовой (корпусной) деталью является блок цилиндров, к основными же деталям относятся головка (головки) блока цилиндров, коленчатый вал, маховик, распределительный вал, картер сцепления.

Пожарный насос считается основным агрегатом, его базовой (корпусной) деталью является корпус насоса, к основными деталям насоса относятся вал насоса, рабочее колесо, крышка насоса, корпус подшипников.

Текущий ремонт пожарного автомобиля выполняется для обеспечения работоспособного состояния восстановлением или заменой отдельных агрегатов (в том числе одного основного), узлов и деталей (кроме базовых), а также проведением необходимых регулировочных, крепежных, сварочных, слесарно-механических и других ремонтных работ.

Текущий ремонт агрегата заключается в его частичной разборке, замене или ремонте отдельных изношенных и поврежденных механизмов, деталей (кроме базовых) и проведении необходимых регулировочных, крепежных и других ремонтных работ.

Текущий ремонт пожарного автомобиля или отдельного агрегата проводится по потребности, выявленной при эксплуатации (по заявкам водителей), при контрольных осмотрах или в ходе диагностирования. Ремонт должен производиться таким образом, чтобы обеспечивалась безотказная работа отремонтированных агрегатов, узлов и деталей до очередного ТО-2.

Для сокращения продолжительности простоя пожарного автомобиля текущий ремонт рекомендуется выполнять агрегатным методом, при котором неисправные узлы и агрегаты заменяют исправными (новыми или отремонтированными), взятыми из оборотного фонда.

Агрегатный метод является основным методом ремонта пожарных автомобилей. Его целесообразно применять в тех случаях когда трудоемкость работ по устранению неисправности превышает трудоемкость работ по снятию дефектного агрегата и установке нового.

При отсутствии оборотного фонда допускается применять индивидуальный метод ремонта,

при котором неисправный агрегат снимается, ремонтируется и устанавливается на тот же автомобиль. Детали ремонтируемого агрегата не обезличиваются и устанавливаются на тот же агрегат.

Средний ремонт пожарного автомобиля предназначен для восстановления работоспособного состояния выполнением более сложных и трудоемких операций. При этом предусматривается, как правило, замена двигателя, требующего капитального ремонта, ремонт или замена отдельных агрегатов (в том числе двух-четырех основных), окраска кузова и проведение других ремонтных работ.

Капитальный ремонт пожарного автомобиля заключается в его полной разборке, замене

или капитальном ремонте большинства агрегатов, механизмов, приборов и изношенных деталей, сборке и испытании автомобиля в соответствии с техническими условиями на производство капитального ремонта. Капитальный ремонт пожарного автомобиля назначается в том случае, если:

Агрегат направляется в капитальный ремонт, если:

На пожарные автомобили установлены нормы пробега до капитального ремонта, измеряемые в тысячах км общего пробега. Так, для пожарных автомобилей на шасси З ИЛ-130 эта цифра составляет – 170, на шасси ЗИЛ-131 – 110, на шасси Урал-43202 – 100, на шасси Кам АЗ-43105 – 170.

Моторесурс основных агрегатов пожарного автомобиля до капитального ремонта также нормируется в тысячах км общего пробега: так для двигателей пожарных автомобилей на шасси ЗИЛ-130 он составляет – 105, на шасси ЗИЛ-131 – 80, на шасси Урал-43202 – 130, на шасси КамАЗ-43105 – 130.

Моторесурс пожарного насоса нормируется в наработанных часах и составляет для насосов марки ПН-40УВ выпуска после 1990 года – 1130.

Необходимость в капитальном или среднем ремонте определяется комиссией, состоящей из представителей отдела пожарной техники органа управления ГПС, подразделения технической службы (ПТЦ), руководителя подразделения, из которого представлен автомобиль, и старшего водителя этого подразделения. Постановка пожарного автомобиля в ремонт оформляется актом сдачи (выдачи).

Техническое состояние пожарного автомобиля, агрегатов или узлов, сдаваемых в капитальный ремонт и качество выполнения этого ремонта должны соответствовать требованиям нормативной документации на капитальный ремонт.

Запрещается перед сдачей пожарного автомобиля или агрегата в ремонт разукомплектовывать их или заменять их составные части и детали негодными. Пожарные автомобили, сдаваемые в капитальный ремонт, независимо от способа доставки, должны быть в состоянии, обеспечивающем их передвижение своим ходом (кроме аварийных) или буксировку, при условии, что их техническое состояние обеспечивает безопасность такого перемещения.

Планирование ремонта пожарных автомобилей и агрегатов осуществляет техническая служба ТПО, для чего составляется годовой план-график, в котором отражается количество

автомобилей (агрегатов) и затраты труда в человеко-часах. Так для пожарной автоцистерны на шасси З ИЛ-131 нормативы трудоемкости ремонтов составляют:

Время простоя пожарного автомобиля в среднем ремонте не должно превышать 30 календарных дней, а в капитальном – 60 дней. Отремонтированный пожарный автомобиль подвергается диагностированию (при наличии поста диагностики) или испытаниям:

Пожарный автомобиль после ремонта получает руководитель подразделения и старший водитель по акту сдачи (выдачи). В случае необходимости (замена номерных агрегатов) ГИБДД на основании акта сдачи (выдачи) вносятся изменения в регистрационные документы пожарного автомобиля. О произведенном ремонте в формуляр пожарного автомобиля вносится соответствующая запись, которая заверяется подписью руководителя подразделения технической службы (ПТЦ) и печатью.

Подразделение технической службы заправляет выдаваемый из ремонта пожарный автомобиль смазочными материалами и специальными жидкостями по установленным нормам, а ее руководитель несет ответственность за качество выполненных по ремонту работ. При обнаружении представителем пожарной части каких-либо неисправностей или отклонений от технических требований подразделение технической службы обязано устранить их.

Изменение технического состояния систем и механизмов ПА

Все системы и механизмы ПА обладают определенным параметрами технических характеристик. Эти параметры (П) не остаются постоянными на протяжении срока службы машин. Отклонение их от номинальных (первоначально установленных значений) характеризует изменение технического состояния систем и механизмов.

Для систем и механизмов машин устанавливают начальное значение параметров П₀, предельно- допустимые П_пд и допустимое П_д. При достижении значений П_д изделие становится неработоспособным поэтому устанавливают срок его обслуживания равным величине П_пд.

Процесс нормального функционирования систем и механизмов во времени неодинаков. Так, изменение П в большинстве систем регламентируется временем (или величиной пробега ПА в км), в течение которого система будет нормально функционировать. Первоначальные значения П при эксплуатации ПА могут восстанавливаться. К таким системам относятся системы подачи топлива, фильтрации масла, системы подачи пенообразователя и т.п.

В этом случае изменение П и его восстановление можно иллюстрировать, как показано на рис.13.1. Параметр П может изменяться от П₀ до П_д, как показано на участке аб’. Однако его восстановление производят при достижении П_пд (кривая б в). При этом могут производиться регулировочные работы (например, регулирование форсунок дизеля) или работы по промывке систем (например, топливных фильтров или пеносмесителя). Таким образом, эти системы требуют периодического обслуживания. Оно производится либо по значению измеряемого параметра П_пд, либо по величине пробега ПА.

Аналогично описанному, изменяются параметры характеристик механизмов. Для них такими параметрами могут быть мощность двигателя N кВт, подача насоса Q л/с и величина напора, развиваемого им и др. Снижение П ниже допустимого П_пд приводит к функциональному отказу: невозможно забрать воду насосом из водоема, невозможно запустить двигатель и т.д.

Параметры характеристик механизмов изменяются значительно медленнее, чем у их систем. Как правило, при достижении П_пд требуется ремонт механизма (рис.13.2).

Изменение П в эксплуатации обусловлено изнашиванием рабочих поверхностей деталей и агрегатов. Основой изнашивания является трение.

Общие сведения о трении. Трение – это механическое взаимодействие между твердыми телами, которое возникает в местах соприкосновения и препятствует относительному перемещению тел в направлении, лежащем в полости их соприкосновения. В зависимости от вида движения одного тела по отношению к другому различают трение скольжения и качения.

Процесс трения характеризуется коэффициентом трения – отношением силы трения F_t (рис.13.3) к приложенной нормальной силе F_n. Для металлических поверхностей трения f @ 0,08…0,1.

Трение между телами, поверхности которых не смазаны, называется сухим трением, а при обильной смазке – жидкостным. В случае очень тонких слоев смазки оно называется граничным.

Сухое трение реализуется при работе тормозов, дисков трения сцепления, ременных передач. При трении поверхности деталей нагреваются. Коэффициенты трений могут достигать значений 0,15 и выше.

Граничное трение проявляется при толщине адсорбированного слоя масла на поверхностях трения около 0,1 мкм. Коэффициенты трения при этом достигают значений 0,01…0,1. Оно реализуется при работе зубчатых передач, при скольжении поршневых колец по поверхностям гильз цилиндров в двигателях и т.д.

Рабочие поверхности деталей шероховаты. Толщина слоя масла между ними неодинакова. В отдельных зонах поверхности разделены маслом в других (точки а,б,с на рис.13.4) слой масла может быть очень тонким.

Жидкостное трение наступает тогда, когда поверхности трения полностью разделены слоем масла. В этом случае коэффициенты трения достигают величин 0,001. Этот режим трения может иметь место в подшипниках скольжения, зубчатых передачах.

Трение рабочих поверхностей деталей основания – причина их изнашивания. В настоящее время имеется несколько классификаций изнашивания. В наиболее простом случае рассматривают: истирание рабочих поверхностей, их схватывание (молекулярно-механическое изнашивание) и питтинг (осповидное разрушение).

Истирание – наиболее распространенный вид изнашивания. Ему подвергаются рабочие поверхности всех сопряженных деталей. При этом с поверхностей трения удаляется металл, изменяются размеры деталей, увеличиваются величины зазоров между ними. Потери массы изнашивающего металла невелики (несколько десятков граммов). Это не сказывается на прочности деталей. Однако это является причиной замен деталей массой в несколько килограммов, т.к. образующиеся зазоры в сопряженных деталях не обеспечивают нормальное функционирование механизмов. Так, изнашивание поршневых колец и гильз цилиндров приводит к невозможности пуска двигателей (увеличение зазоров) и уменьшению развиваемой ими мощности. Изнашивание деталей уплотнения пожарных насосов приводит к невозможности создавать в них требуемую величину вакуума для забора воды и т.д.

Схватывание поверхностей трения происходит вследствие молекулярного сцепления отдельных зон контактов поверхностей трения. Нагрузки на поверхностях контакта воспринимаются отдельными частями поверхностей (зоны а,б,с) на рис.13.4). Они подвержены очень высоким давлениям, которые выдавливают смазочный слой. Наступает сухое трение, локальное повышение температуры и схватывание поверхностей. Образующиеся мостики схватывания разрушаются, при этом увеличивается шероховатость поверхностей трения и их изнашивание. Этот процесс может иметь место на рабочих поверхностях трения зубчатых колес, в подшипниках скольжения.

Питтинг – процесс выкрашивания металлических частиц в зонах высоких контактных нагрузок. Он имеет место в подшипниках качения, зубчатых передачах. Способствует его развитию перегрузка механизмов, чрезмерный нагрев.

Общая закономерность изнашивания. Изнашивание рабочих поверхностей деталей сопровождается увеличением зазора между ними. В течение срока службы механизма они изменяются по-разному (рис.13.5). В новых машинах детали соединены с некоторым начальным зазором Δ₀.

В начальный период эксплуатации интенсивность их изнашивания велика (а б). Происходит приработка (притирание) нагруженных поверхностей трения. Это период S₀ на практике ограничивается обкаткой новых и поступивших после ремонта машин. При обкатке ограничивают на 40…50% скорость движения пожарного автомобиля. Продолжительность обкатки устанавливается заводом-изготовителем.

Период б в – период нормальной эксплуатации. Период до достижения предельного состояния механизма Δ_пр. – называют долговечностью (SТ на рис.13.5).

Если условия обкатки сделать более жесткими, то ее продолжительность уменьшится (аб’). Но тогда изнашивание будет более интенсивным и долговечность уменьшится на величину вв’, т.е. станет равной S’.

Установленная долговечность механизмов может уменьшиться при нарушении режимов их эксплуатации и своевременного обслуживания. Становится также важной задача своевременно определить Δ_пр. В этом случае изделие считается неисправным. Эксплуатация за пределами Δ_пр приводит к повышению интенсивности изнашивания и увеличению стоимости ремонта. Становится важным определять техническое состояние механизмов.

Особенности изменения технического состояния механизмов обусловлены рядом факторов. Первый из них определяется спецификой использования пожарных машин. Они содержатся в депо при температуре не ниже +12 0 С и следуют на пожары в режиме прогрева двигателя и других механизмов. Это сопровождается повышенным изнашиванием всех деталей. Вторым важным фактором является то, что двигатели ПА эксплуатируются как в транспортном, так и в стационарном режимах. В последнем случае они работают под нагрузкой и на холостом ходу. Работа двигателя фиксируется по величине пробега ПА, контролируемого по спидометру S_сп, км, а пожарного насоса в часах t, час. Установлено, что общий пробег ПА можно определять как сумму

где 50 – эквивалент износа двигателя по пробегу ПА, км/час.

Важным является также то, что ПА не имеют холостых пробегов, они всегда полностью нагружены. Учитывая совокупное влияние всех факторов, износы двигателей ПА в 1,5…2,7 раза больше, чем у базовых грузовых автомобилей.

Двигатели. Наибольшее влияние на изменение технического состояния двигателей оказывает изнашивание рабочих поверхностей гильз цилиндров и поршневых колец.

Износы гильз цилиндров и поршневых колец зависят не только от скоростных нагрузочных режимов двигателя. На их величину большое влияние оказывает наличие в воздухе пыли (абразива), влаги и особенно температурный режим двигателя.

При высоких температурах охлаждающей жидкости износ гильз цилиндров увеличивается (рис.13.6) вследствие уменьшения вязкости масла. С понижением ее вязкость масла увеличивается, но одновременно с этим увеличиваются в 4…5 раз износы. Это обусловлено коррозионными процессами вследствие конденсации продуктов сгорания. В их состав входят окислы серы, образующиеся из сернистых соединений, содержащихся в топливе. Они с влагой образуют кислоты, особенно активные в дизелях.

Вдоль образующей гильзы цилиндров износы различны (рис.13.7). Наибольшие их значения имеют место в зоне верхней и нижней мертвых точках. Вследствие износа гильз цилиндров и особенно поршневых колец увеличиваются зазоры Δ в их стыках. Изнашиваются и канавки поршневых колец. Вследствие этого, в такте сжатия часть воздушного заряда утекает в картер. Поэтому уменьшается давление Р_с в конце такта сжатия и температура t_с сжимаемого заряда воздуха. Это затрудняет пуск двигателя.

После воспламенения топлива в такте рабочего хода часть газов проходит в картер двигателя, не совершая работу. Вследствие этого снижается, развиваемая двигателем, мощность.

Изнашивание других деталей (коленчатого вала, деталей гидрораспределителя и др.) сказываются на уменьшении мощности в меньшей степени.

Износ цилиндров, деталей топливоподающей аппаратуры дизелей являются одной из причин повышенного расхода топлива.

Пожарные насосы. Техническое состояние пожарных насосов ухудшается вследствие изнашивания щелевых уплотнений, подшипников качения, поверхностей вала в зоне контакта с резиновыми манжетами, деформации шпонок, соединяющих вал с рабочим колесом. Большое влияние на него оказывает перекрытие проточных каналов колес твердыми телами.

Первоначальный зазор в щелевых уплотнениях равен Δ₁ = 0,2…0,3 мм (рис.13.8). Потоком циркулирующей жидкости поверхности щелевых колец изнашиваются, зазор между ними увеличивается до величины 1…1,5 мм. Особенно интенсивно кольца изнашиваются, если вода содержит абразив. Увеличение зазора усиливает циркуляцию воды, подача Q л/с и развиваемого насосом напора Н, м уменьшаются.

Поток циркулирующей жидкости направлен перпендикулярно потоку всасывания. Это уменьшает живое сечение всасываемого потока на 25…30%, что увеличивает внутренние потери и снижает КПД насоса. Уменьшается Q и Н также при перекрытии проточных каналов насоса твердыми телами (камни, щепки и т.д.).

Для частоты вращения n об/мин рабочего колеса насоса близкой к номинальной изменение Н и Q описываются уравнениями

О влиянии увеличения в перекрытиях каналов w на Q и Н приводится в табл.13.1.

Источник